nutrição mineral – macronutrientes, micronutrientes, nutrientes

Nutrição Mineral

Macronutrientes e micronutrientes na maturação da cana-de-açúcar

Prof. Dr. Carlos Alexandre Costa Crusciol

Co-autores: Dr. Gerardo Espinoza

Dra. Gabriela Ferraz de Siqueira

INTRODUÇÃO

A disponibilidade é influenciada por vários fatores:

• Material de origem do solo

• Práticas culturais

• Características genéticas da planta

• Interação entre nutrientes

• Altas produtividades (Lei do mínimo)

Nutrientes Material de origem do solo

BASALTO > GRANITO > CALCÁRIO XISTO > ARENITO

Diminuição dos Teores de Micronutrientes no Solo

- Solos altamente intemperizados - Solos arenosos

↓ matéria orgânica

Deficiência micronutrientes

Nutrientes Práticas culturais

Calagem, gessagem, fosfatagem ↓

↑ volume radicular ↓

↑ exportação de micronutrientes ↓

esgotamento + rápido

CÁTIONS → Fe+2, Cu+2, Mn+2, Zn+2, Co+2 Diminui Disponibilidade

ÂNIONS → MoO4-2 e Cl- Aumenta Disponibilidade

Fonte: (Malavolta, 1979)

Ortega e Malavolta, 2012

Na rizosfera

De

ntr

o d

a p

lan

ta

S = Sinergismo; A = Antagonismo; R = Substituição; +/- = Sinergismo/Antagonismo; PA = Possível antagonismo

Interação entre nutrientes

Lei do mínimo (Lei de Liebig): O crescimento não é controlado pela quantidade total de recursos disponíveis, mas pelo recurso mais escasso (fator limitante).

Práticas culturais

Reposição não adequada dos nutrientes

Variedades mais

produtivas = ↑ extração

FUNÇÕES DOS NUTRIENTES NA MATURAÇÃO

Funções dos macronutrientes e micronutrientes relacionadas com os processos de produção, transporte e acumulo de sacarose

• Nas folhas → cloroplastos

– constituinte da molécula de clorofila

• Também participa da síntese de vitaminas, hormônios, coenzima, alcalóides, hexosaminas e outros compostos.

Nutrientes

A deficiência de nitrogênio causa:

• Inibição da assimilação de CO2.

• Diminui a atividade enzimática dos cloroplastos.

• Inibe respiração pela ausência de substratos como carboidratos.

↓ fotossíntese ↓ crescimento das plantas ↓ produtividade

Prejuízos maturação

Redução pol

Incremento teor cinzas

N (cobertura)

Idade

Produção

de Cana

Pol da Cana

(semanas) t ha-1

--------%------

3 151 12,3

9 161 12,0

15 156 11,5

21 141 11,3

Efeito da época de aplicação do N (140

kg/ha) sobre a produção e qualidade da

matéria-prima da cana-soca

Adaptado de Alexander (1973)

• Formação de ligações pirofosfato, as quais permitem a transferência de energia

• Fosfato vacuolar - considerado como uma reserva, suprindo o citoplasma com fosfato quando necessário.

– Nível: 5 a 6 mM

– Baixas concentrações de fosfato inorgânico reduzem o crescimento, e numa concentração de 0,3 mM ou menos, o crescimento é completamente inibido

• Fosfato inorgânico no citoplasma – função regulatória

– influencia a atividade de várias enzimas, como por exemplo, a fosfofrutoquinase

Dose de

P2O

5

Usina Quatá(1)

Usina Maringá (2)

Produção Pol Açúcar Produção Pol Açúcar

kg ha-1

---t ha-1

--- % ---t ha-1

- ---t ha-1

--- % ---t ha-1

--

0 113 15,6 17,6 106 13,2 14,0

60 123 15,9 19,6 124 13,3 16,5

120 124 15,7 19,5 128 13,5 17,3

180 126 15,7 19,8 133 13,8 18,3

Efeito da adubação fosfatada sobre a produção de cana,

de açúcar e concentração de açúcar nos colmos

Fonte: Penatti, 1989

Slide Korndorfer

(1)Variedade SP70-1078 (2)Variedade SP70-1143

• A deficiência de K causa menor teor de açúcar nos colmos

– Ativação enzimática – transporte de carboidratos

• A turgecência das células guarda dos estômatos está diretamente relacionada à entrada e saída de íons de K.

• A entrada ou saída de K nas células guarda regula a pressão osmótica, levando à abertura ou fechamento dos estômatos.

(Talbot e Zeiger, 1998)

Nutrientes

Relação K/Mg

• Excesso de K – deficiência de Mg induzida – inibição competitiva

Efeito do potássio na composição

mineral em folhas de sorgo

(Malavolta, 2006)

Influência do potássio na concentração de magnésio em plantas de fumo

(Bullock, 1968)

Efeito da aplicação da vinhaça na produção de talos, pol%

cana, cinzas e K

Adaptado de Silva (1982)

• Constituinte da clorofila

– Corresponde a 2,7 % do peso molecular

• Ativador enzimático

– RNA polimerases

– Glutamina Sintetase

– Glutationa Sintase

– PEP Carboxilase

– Fosfatases

– ATP ases

– Carboxilases

Nutrientes

Mg

Mg

Regula a partição entre

a síntese de amido e o

transporte de trioses fosfatos

no citosol

MICRONUTRIENTES

Estado Nutricional dos Canaviais (Brasil)

95,7%

5,5%

66,7%

22,8% 12,0%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

boro cobre ferro manganês zinco

% a

baix

o d

o N

C

Solo

Teor na Folha 0 - 15 16 - 20 > 20

% do Total 91.0% 7.9% 1.1%

Teor na Folha 0 - 6 7 - 15 > 15

% do Total 39.3% 60.7% 0.0%

Teor na Folha 0 - 50 51 - 100 > 100

% do Total 0.0% 96.6% 3.4%

Teor na Folha 0 - 25 26 - 100 > 100

% do Total 0.0% 68.5% 31.5%

Teor na Folha 0 - 16 17 - 32 > 32

% do Total 62.9% 37.1% 0.0%

Mn

Zn

B

Cu

Fe

Teor na Folha 0 - 15 16 - 20 > 20

% do Total 91.0% 7.9% 1.1%

Teor na Folha 0 - 6 7 - 15 > 15

% do Total 39.3% 60.7% 0.0%

Teor na Folha 0 - 50 51 - 100 > 100

% do Total 0.0% 96.6% 3.4%

Teor na Folha 0 - 25 26 - 100 > 100

% do Total 0.0% 68.5% 31.5%

Teor na Folha 0 - 16 17 - 32 > 32

% do Total 62.9% 37.1% 0.0%

Mn

Zn

B

Cu

Fe

Deficiência generalizada de B e Zn

890 análises – Região: Ribeirão Preto e Catanduva Vale et. al. (2008) Slide Vitti

RB85-5035: Demanda Fe>Mn>Zn>Cu>B>Mo Períodos críticos absorção: Vegetativa e Maturação. Acúmulo de Fe,Mn,B e Mo: Foliar e Cu e Zn: Colmos Rengel et al. 2011

Fe Mn

Cu B

Zn Mo

• Componente enzimático

– Desidrogenases

– Proteinases

– Peptidases

– Fosfohidrogenases

• Metabolismo de carboidratos e proteínas

• Influencia a permeabilidade das membranas

Nutrientes

Anidrase carbônica

(Dechen et al., 1991; Marshner, 1995; Malavolta et al.1997; Epstain & Bloom, 2006)

Bo

ro

Estrutura da parede celular

Reprodução das plantas (formação do tubo polínico)

Transporte de açúcares através das membranas

Síntese de ácidos nucleicos (DNA e RNA) e fitohormônios

Formação de raízes absorventes

Balanço hormonal (AIA)

↓ Boro

↓ Transporte de sacarose

↑ Produção de calose

Obstrução xilema e floema (principal via de transporte)

↓ Acão fosforilases

↓ Síntese de uracila (precursora uridina difosfato)

↓ Síntese de sacarose

(Venter et al., 1977; Loué, 1993; Marschner, 1995)

• Reduz o número de estômatos e a taxa fotossintética, consequentemente reduz a síntese de carboidratos levando a um aumento na concentração de CO2 livre intercelular.

Bogiani et al. (2013)

Estrutura da ramnogalacturonano-II – Esta pectina da parede celular é um dos açúcares estruturais mais conhecidos em qualquer polissacarídeo.

Kerry Hosmer Caffall , Debra Mohnen

The structure, function, and biosynthesis of plant cell wall pectic polysaccharides

Carbohydrate Research Volume 344, Issue 14 2009 1879 - 1900

BORO Café

SUFICIENTE

DEFICIENTE

• O íon borato pode complexar açúcares, indicando a probabilidade de sua participação no transporte de carboidratos das folhas para outros órgãos, fato esse muito importante na cana-de-açúcar (Orlando Filho et al., 2001);

• O boro atua na divisão, maturação e diferenciação celular, na lignificação da parede celular e inibição da formação do amido pela combinação do boro com o local ativo da fosforilase, o que impede a polimerização excessiva dos açúcares nos locais da síntese deles (Sobral e Weber, 1983).

• Locais:

– Igaraçu do Tiete (Grupo RAÍZEN –

Unidade Barra)

• Latossolo roxo eutrófico → 0,17

mg dm-3 de B

– Olimpia (Grupo TEREOS - Guarani)

• Argissolo vermelho-amarelo

eutrófico → 0,20 mg dm-3 de B

BORO E MATURADORES EM INÍCIO DE SAFRA

Teores de adequado B no Solo (Raij et al. , 1996)

• Cultivar : RB855453 (maturação precoce)

• Datas: – 1º ano Raízen: aplicação 23/03/2009 e colheita 04/06/2009 – 2º ano Raízen: aplicação 18/03/2010 e colheita 19/05/2010 – 1º ano Tereos: aplicação 10/04/2008 e colheita 10/06/2008 – 2º ano Tereos: aplicação 25/03/2009 e colheita 28/05/2009

• Cana soca: 3°/4° corte (RAÍZEN), 2°/3° corte (TEREOS)

• Dose:

• Boro: 180 g ha-1 (1060 g ácido bórico ha-1)

BORO E MATURADORES EM INÍCIO DE SAFRA

Teor de B (folha +1)

Siqueira, 2014

* Média de 2 locais e 2 anos de experimentação

y = 0,059x + 11,113 R² = 0,99**

y = -0,0016x2 + 0,1584x + 11,148 R² = 0,99**

10,00

11,00

12,00

13,00

14,00

15,00

16,00

0 10 20 30 40 50 60

Po

l can

a (%

)

Dias após aplicação

Pol cana mínimo

Controle

Boro

Pol (%)


Siqueira, 2014

y = 0,059x + 11,113 R² = 0,99**

y = -0,0016x2 + 0,1584x + 11,148 R² = 0,99**

10,00

11,00

12,00

13,00

14,00

15,00

16,00

0 10 20 30 40 50 60

Po

l can

a (%

)


Pol cana mínimo

Controle

Boro

14 DAA 32 DAA

Pol (%)


Siqueira, 2014

10.0

10.3

10.6

10.9

11.2

11.5

11.8

12.1

12.4

12.7

13.0

13.3

13.6

13.9

14.2

14.5

14.8

0 14 28 42 56


Po

l c

an

a

(%)

Testemunha Sulfom. metil

Sulf. metil + Boro Glifosato

Glifosato + Boro Boro

Pol mínimo (indústria)

32 DAA 43 DAA 46 DAA

34 DAA25 DAA20 DAA

Aplicação: 14/03/2008 Colheita: 16/05/2008

Leite e Crusciol (2009)

• Participa de muitos processos fisiológicos como: fotossíntese, respiração, distribuição de carboidratos, redução e fixação de nitrogênio, metabolismo de proteínas e da parede celular;

• Influência na permeabilidade dos vasos do xilema à água;

• Controla a produção de DNA e de RNA e sua deficiência severa inibe a reprodução das plantas (reduz a produção de sementes e o pólen é estéril)

• Fixação do N2 atmosférico

• A função mais importante está associada com o metabolismo do nitrogênio. Esta função está relacionada à ativação enzimática, principalmente com as enzimas nitrogenases e redução do nitrato.

• Fixação simbiótica do N2 pelas leguminosas

Nitrogênio x Molibdênio

N2 + 3H2 2NH3

Nitrogenase

Mo/Fe

Vitti, 2011

NO3- NO2

- NH2 Nitrato Redutase

Mo S

Nitrito Redutase

NUTRIENTES X QUALIDADE DA MATÉRIA-PRIMA

Efeito da aplicação de micronutrientes nos atributos de produção e qualidade da cana-de-açúcar

Pawar et al., 2003

Efeito da aplicação de micronutrientes na produtividade de colmos e de açúcar em cana-de-açúcar

Pawar et al., 2003

Efeito da aplicação foliar de fósforo e micronutrientes no brix, pol e ART (CCS) em cana-de-açúcar

Madhuri et al., 2013

APLICAÇÃO DE TORTA DE FILTRO E MICRONUTRIENTES EM CANA-DE-AÇÚCAR

• Usina Da Barra – Grupo Raízen safras 2008/2009 - Igaraçú do Tietê – SP, Latossolo Vermelho - Santa Maria da Serra – SP, Neossolo Quartzarênico • Usina Cerradinho - Grupo Noble safras 2009/2010 Mirassol – SP, Argissolo Vermelho

Áreas com histórico de vários anos de cultivo com cana-de-açúcar

Área que anteriormente era cultivada com pastagem e atualmente pertencente à

Produtividade de colmos (TCH) e de açúcar (TPH) de cana-planta, cultivada em três tipos de solo no Estado de São Paulo, em função da aplicação de torta de filtro e micronutrientes no plantio.

Adorna; Crusciol, 2013

Cana planta

Micronutrientes LV AV NQ

ST CT Média ST CT Média ST CT Média

---------------------- Produtividade de colmos (Mg ha-1

) ------------------------

Controle 114 115 114a1 234 234 234a 142Ab 144Aa 143

Zn 105 118 111a 235 228 232a 151Aa 143Aa 147

Cu 107 121 114a 222 217 219a 142Ab 140Aa 141

Fe 113 121 117a 227 224 225a 138Ab 141Aa 139

Mn 113 116 115a 230 223 227a 138Ab 141Aa 140

B 111 110 110a 231 226 228a 150Aa 146Aa 148

Mo 103 108 106a 242 221 231a 141Ab 143Aa 142

Completo 96 119 108a 233 231 232a 136Ab 144Aa 140

Média 108B 116A - 232A 225A - 142 143 -

----------------------- Produtividade de açúcar (Mg ha-1

) -------------------------

Controle 19,5Aa 20,9Aa 20,2 48,0 48,8 48,4a 24,2Ab 25,1Aa 24,7

Zn 19,8Aa 21,0Aa 20,0 48,3 46,8 47,5a 25,6Aa 24,0Aa 24,8

Cu 19,4Ba 21,9Aa 20,7 45,6 45,0 45,3a 23,5Ab 23,2Aa 23,3

Fe 20,2Aa 21,9Aa 21,1 46,9 46,0 46,4a 24,2Ab 23,5Aa 23,9

Mn 20,3Aa 19,8Aa 20,1 46,9 45,3 46,1a 23,5Ab 23,7Aa 23,7

B 20,5Aa 19,7Aa 20,1 48,0 45,3 46,7a 25,3Aa 24,7Aa 25,1

Mo 18,4Aa 18,8Aa 18,6 50,3 45,6 47,9a 23,9Ab 23,2Aa 23,6

Completo 16,7Ba 21,7Aa 19,2 49,3 45,1 47,2a 23,3Ab 24,1Aa 23,7

Média 19,2 20,7 - 47,9 A 46,0A - 24,2 23,9 -

1

Efeito residual da aplicação de torta de filtro e micronutrientes em cana planta na produtividade de colmos (Mg ha-1) e no teor de Pol cana (%) das soqueiras (Soq) em três solos.


Tratamentos

Latossolo Vermelho

Neossolo Quartzarênico

Argissolo Vermelho

1a Soq 2a Soq 3a Soq 1a Soq 2a Soq 3a Soq 1a Soq

Produtividade de colmos (Mg ha-1)

Torta de Filtro Sem 110 b1 80 b 80 b 88 b 64 b 58 b 170 b

Com 126 a 92 a 88 a 99 a 71 a 73 a 188 a

Micronutrientes Controle 112 b 80 d 78 b 83 c 60 d 61 d 172 b

B 124 a 90 a 89 a 97 a 72 a 70 a 188 a

Cu 117 b 86 b 85 a 94 a 67 b 64 c 179 a

Fe 113 b 81 d 80 b 88 b 62 c 63 c 169 b

Mn 115 b 84 c 82 b 93 a 67 b 67 b 181 a

Zn 123 a 91 a 88 a 96 a 72 a 67 b 180 a

Mo 118 b 83 c 81 b 94 a 66 b 65 c 181 a

Completo 122 a 91 a 88 a 98 a 73 a 68 b 182 a

Pol % cana

Torta de Filtro Sem 15,4 a 16,4 a 15,3 a 14,2 a 12,2a 14,2 a 14,9 a

Com 15,6 a 16,5 a 15,2 a 14,2 a 12,4a 13,9 a 15,0 a

Micronutrientes Controle 15,2 a 16,6 a 14,6 d 14,0 a 12,3 a 13,9 a 14,9 a

B 15,6 a 16,2 a 15,8 a 14,3 a 12,6 a 14,2 a 14,9 a

Cu 15,7 a 16,8 a 15,4 b 14,2 a 12,7 a 14,0 a 14,8 a

Fe 15,7 a 16,6 a 15,0 c 14,3 a 12,4 a 14,1 a 15,1 a

Mn 15,4 a 16,1 a 15,1 c 14,2 a 11,7 a 13,9 a 15,0 a

Zn 15,6 a 16,6 a 15,1 c 14,1 a 11,5 a 14,0 a 14,8 a

Mo 15,7 a 16,6 a 15,4 b 14,2 a 12,9 a 14,3 a 14,9 a

Completo 15,4 a 16,3 a 15,4 b 14,1 a 12,9 a 13,7 a 15,1 a

Cana soca

Efeito residual da aplicação de torta de filtro e micronutrientes em cana planta na produtividade de açúcar (Mg ha-1) e de bagaço (Mg ha-1) das soqueiras (Soq) em três solos.


Tratamentos

Latossolo Vermelho

Neossolo Quartzarênico

Argissolo Vermelho

1a Soq 2a Soq 3a Soq 1a Soq 2a Soq 3a Soq 1a Soq

Produtividade de açúcar (Mg ha-1)

Torta de Filtro Sem 17,2 b 13,1 b 12,2 b 12,4 b 7,8 b 8,3 b 25,3 b

Com 19,5 a 15,2 a 13,4 a 14,0 a 8,7 a 10,1 a 28,3 a

Micronutrientes

Controle 17,0 b 13,3 b 11,8 d 11,7 c 7,3 b 8,4 d 25,7 b

B 19,3 a 14,6 a 14,0 a 13,8 a 9,1 a 10,0 a 28,1 a

Cu 18,4 a 14,5 a 13,2 b 13,4 a 8,4 a 9,1 c 26,5 b

Fe 17,8 b 13,5 b 12,2 c 12,7 b 7,6 b 8,9 c 25,5 b

Mn 17,7 b 13,4 b 12,4 c 13,2 a 7,9 b 9,3 b 27,1 a

Zn 19,3 a 15,1 a 13,3 b 13,5 a 8,4 a 9,4 b 26,8 a

Mo 18,6 a 13,9 b 12,4 c 13,3 a 8,6 a 9,2 b 27,1 a

Completo 18,9 a 14,9 a 13,5 b 13,8 a 8,9 a 9,3 b 27,5 a

Produtividade de bagaço (Mg ha-1) Torta de Filtro Sem 14,2 b 10,1 b 9,5 b 10,6 b 7,6 b 7,1 b 20,3 b

Com 16,5 a 11,5 a 10,8 a 12,1 a 8,4 a 9,2 a 22,5 a

Micronutrientes

Controle 14,1 b 10,0 b 9,5 c 10,1 c 7,2 d 7,6 b 20,5 a

B 16,3 a 11,4 a 10,9 a 11,9 a 8,6 a 7,9 b 22,1 a

Cu 15,9 a 10,7 b 10,0 b 11,8 a 7,9 c 8,1 b 21,1 a

Fe 14,8 b 10,3 b 9,6 c 10,9 b 7,2 d 8,1 b 20,6 a

Mn 15,1 b 10,5 b 10,1 b 11,4 a 8,1 b 8,5 a 21,4 a

Zn 15,6 a 11,3 a 10,3 b 11,8 a 8,5 a 8,4 a 21,5 a

Mo 15,5 a 10,4 b 10,1 b 11,2 a 7,8 c 8,2 b 22,1 a

Completo 15,6 a 11,5 a 10,9 a 11,9 a 8,8 a 8,7 a 21,9 a

Cana soca

O adequado manejo nutricional eleva o potencial produtivo da

cana-de-açúcar, tanto de colmos quanto de açúcar;

Tendo em vista o grau de intemperização dos solos brasileiros e a

deficiência generalizada de nutrientes e, principalmente, de

micronutrientes, a reposição nutricional torna-se prática

indispensável para garantir o sucesso do processo produtivo.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

A aplicação de micronutrientes na cana planta tem efeito residual nas

soqueiras.

No Estado de São Paulo existe probabilidade maior de resultados

positivos com a aplicação de B e Zn, e menores de Cu, Mo e Mn.

O DESEQUILÍBRIO NUTRICIONAL NEM SEMPRE AFETA A PRODUTIVIDADE

DE COLMOS, MAS LIMITA O ACÚMULO DE SACAROSE.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

OBRIGADO

Contato: [email protected]

Tel: (14) 3811-7161 UNESP

nutrição mineral – macronutrientes, micronutrientes, nutrientes

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